Fyzikální hrátky

Fyzikální hrátky
Základní škola, Seč, okres Chrudim
Tato publikace vznikla v rámci projektu Žijeme ve světě techniky (TechSpo), jehož
realizátorem je Základní škola, Seč, okres Chrudim. Projekt je zaměřen na podporu a
motivaci žáků k zájmu o technické předměty. Projekt je spolufinancován z prostředků ESF
a státního rozpočtu České republiky.
Název projektu:
Žijeme ve světě techniky
Registrační číslo projektu:
CZ.1.07/1.1.28/01.0010
Realizační tým:
Mgr. Milan Chalupník – manažer projektu
Mgr. Zita Kudrnová – finanční manažer
Mgr. Rita Chalupníková – konzultant specialista
Autoři materiálu:
Mgr. Rita Chalupníková
Mgr. Jana Malovaná
Mgr. Tomáš Jerje
Fotografie:
Mgr. Rita Chalupníková, Mgr. Tomáš Jerje
Motivační obrázky:
Mgr. Petr Špína
Animace:
Mgr. Richard Weber
Za podnětné připomínky děkujeme také Mgr. Ing. Ireně Zlatohlávkové, Ing. Markétě
Kopáčkové a Mgr. Radkovi Dvořákovi.
Obsah
1
Úvod ........................................................................................................................................... 3
2
Fyzikální hrátky – Magnety......................................................................................................... 4
2.1
3
Metodika – Magnety .......................................................................................................... 5
Fyzikální hrátky – Plamen a svíčka ........................................................................................... 12
3.1
4
Metodika – Plamen a svíčka ............................................................................................. 13
Fyzikální hrátky – Vodiče a nevodiče........................................................................................ 21
4.1
5
Metodika – Vodiče a nevodiče ......................................................................................... 22
Fyzikální hrátky – Vejce ............................................................................................................ 27
5.1
6
Metodika – Vejce.............................................................................................................. 28
Fyzikální hrátky – Akustika ....................................................................................................... 35
6.1
7
Metodika – Akustika......................................................................................................... 36
Fyzikální hrátky – Skupenství ................................................................................................... 43
7.1
Metodika – Skupenství ..................................................................................................... 44
8
Reflexe ..................................................................................................................................... 51
9
Příloha ...................................................................................................................................... 52
9.1
Pracovní list – Magnety .................................................................................................... 52
9.2
Pracovní list – Plamen a svíčka ......................................................................................... 54
9.3
Pracovní list – Vodiče a nevodiče ..................................................................................... 56
9.4
Pracovní list – Vejce.......................................................................................................... 58
9.5
Pracovní list – Akustika..................................................................................................... 59
9.6
Pracovní list – Skupenství ................................................................................................. 61
10
Použité zdroje ....................................................................................................................... 63
1
Úvod
Publikace, kterou právě držíte v ruce, představuje námi vytvořený a pilotovaný
motivační cyklus nazvaný "Fyzikální hrátky". Jedná se o soubor šesti lekcí vytvořených
speciálně pro žáky pátých tříd základních škol. Přestože jsme cyklus hrátek označili
přívlastkem fyzikální, lekce si kladou za cíl zaujmout žáky nejen fyzikou, ale napříč všemi
přírodními i technickými obory.
Žáky pátých ročníků jsme nezvolili náhodou. Žáci v tomto věku jsou fascinování
přírodou. Technické stavebnice a pokusy vnímají jako hru a jsou nadšeni bádáním.
Bohužel právě na prvním stupni jsou žáci o badatelský přístup častokrát ochuzeni. I proto
vznikly tyto „Fyzikální hrátky“ jako jedna z možností, jak motivovat žáky pro vědu.
Naším cílem bylo probudit v žákovi zájem o experimentování, ukázat mu postupy
zkoumání na jednoduchých a jemu blízkých tématech. Proto jsme také pro výuku zvolili
metodu EUR (evokace, uvědomění si významu, reflexe). Navíc jsme se pokusili
implementovat do výuky aktivizující metodu zvanou badatelsky orientované vyučování,
kdy znalosti při tomto způsobu vyučování získává žák v postupných krocích. Tedy žák sám
stanovuje hypotézu, zkoumá jev, získává a zpracovává výsledky bádání a pokouší se je
interpretovat. Důležitou součástí naší výuky bylo experimentování prováděné žákem.
Fyzikální hrátky integrují mnoho oborů, které se spojují v jednom konkrétním
tématu. Témata byla volena na základě diskusí s učiteli prvního stupně, některá se vztahují
k českým tradicím, jiná byla navržena pro svoji praktičnost. Vznikl tak motivační cyklus
s tématy: Magnety, Plamen a svíčka, Vodiče a nevodiče, Vejce, Akustika a Skupenství.
Kniha obsahuje metodiky všech těchto témat, některé části odkazují i na pracovní
listy, které jsou k dispozici v příloze této knihy. Pracovní listy jsou i volně stažitelné na
webových stránkách školy www.zs-sec.cz. V závěru knihy najdete reflexi žáků i učitelů k
„Fyzikálním hrátkám“.
Všechny lekce byly pilotovány, na základě zpětných vazeb žáků i učitelů upraveny
a znovu odzkoušeny. Hodiny vždy vedl učitel fyziky nebo přírodopisu druhého stupně za
přítomnosti třídního učitele dané páté třídy. Žáci i učitelé hodnotili Fyzikální hrátky
pozitivně.
Fyzikální hrátky byly vytvořeny v rámci Operačního programu Vzdělávání pro
konkurenceschopnost, který se zaměřuje na oblast rozvoje lidských zdrojů prostřednictvím
vzdělávání. V prioritní ose 1 (Počáteční vzdělávání), zvyšování kvality ve vzdělávání v
Pardubickém kraji II. jsme realizovali projekt nazvaný Žijeme ve světě techniky (TechSpo,
registrační číslo CZ.1.07/1.1.28/01.0010), který byl zahájen 1. 5. 2012, a bude ukončen 30.
3. 2015.
Při realizaci projektu TechSpo bylo dále kompletně navrženo a pilotováno deset
projektových dnů pro žáky 6. – 9. ročníků, uskutečnily se exkurze žáků do výrobních
podniků a probíhaly i zájmové technické kroužky. V případě zájmu o další vzniklé
materiály navštivte webové stránky základní školy Seč (www.zs-sec.cz). Jakékoliv dotazy
a připomínky k materiálu či k výuce rádi přivítáme na adrese [email protected].
Materiál Fyzikální hrátky za použití na konci citovaných zdrojů vytvořila Mgr. Rita
Chalupníková, Mgr. Jana Malovaná a Mgr. Tomáš Jerje.
2 Fyzikální hrátky – Magnety
Obr. č. 1: Motivační obrázek - Magnety
Anotace




Lekce je motivační – přípravná pro následnou práci v hodinách fyziky.
Cílem lekce je seznámit žáky s magnety a magnetickým polem.
Žák zkoumá magnety, hledá jejich vlastnosti pomocí konkrétních pokusů. Popisuje
jev, klade otázky a zároveň na ně hledá odpověď.
Jsou zde využita: metoda kooperace, metoda řešení problému a metody aktivního
učení.
Metodický přehled





Vzdělávací oblast – Člověk a jeho svět
Očekávané výstupy – žák zkoumá vlastnosti magnetu, jeho sílu, přitahování se
k jinému předmětu, vzájemné působení dvou magnetů a popisuje magnetické pole
Učivo – Magnety
Rozvíjené klíčové kompetence – komunikativní, pracovní, k řešení problému, k
učení
Mezipředmětové vztahy – přírodověda, český jazyk, svět práce, výtvarná výchova
Obsah:



Metodika (pro učitele)
Pracovní list (pro žáky)
Prezentace ve Smartnotebooku, animace v Adobe Flash
2.1 Metodika – Magnety
Pojmy: magnet, póly magnetu, přitahování, odpuzování, magnetická levitace, rychlovlak
Učitel připraví: malé magnety (mohou to být magnety na tabuli nebo magnety ze
stavebnice Geomag), magnetickou stavebnici (Geomag), papírovou
čtvrtku (do dvojice), brčka, špejle, korek, mince, hliníkové a mědětné
předměty, železné piliny (do dvojice), izolepu, karton, oboustrannou
lepicí pásku, dostatečný počet magnetů pro stavbu rychlovlaku (pro
jeden rychlovlak asi 20 magnetů), pro motivační experiment
magnetickou kapalinu, kostku Neocube nebo magnety na magnetickou
levitaci
Žák si přinese: kancelářskou sponku s nití, modelínu
Ročník: 5. ročník (lze použít i v 6. ročníku)
Časová dotace: 2 vyučovací hodiny (pokud byste chtěli věnovat čas stavbě geometrických
obrazců ze stavebnice Geomag, budete potřebovat větší časovou
dotaci)
A/ Úvod + Poučení o bezpečnosti práce (5 min)
 Žáci budou pracovat dle pokynů učitele. Nebudou ničit pomůcky.
 Pozor na KARDIOSTIMULÁTOR, inzulínovou pumpu apod.
 MAGNET NEPŘIBLIŽOVAT k hodinkám, flash diskům, mobilům, platebním
kartám,…
 Magnety jsou tvrdé, ale křehké. Při nárazu se mohou roztříštit na mnoho střepin
s ostrými hranami. Silná magnetická pole mohou ovlivňovat činnost citlivých
elektronických, ale i mechanických přístrojů a zařízení. Magnetické pole může
způsobit ztrátu záznamu informací na magnetických nosičích a může tyto nosiče
poškodit.
B/ Motivační část (5 minut)
Magnet je kus kovu se zvláštními vlastnostmi. Jeho schopnosti přitahovat k sobě některé
předměty si vyzkoušíme. Sílu magnetu nemůžeme vidět, ale můžeme pozorovat účinky
magnetu.
Učitel si (podle možností) vybere jeden ze způsobů motivace:
 Krátký historický úvod: např. věštění budoucnosti a naběračka v Číně (viz
učebnice fyziky - Macháček: Fyzika 6 učebnice pro základní školy a víceletá
gymnázia), …
 Ukázka magnetické kapaliny
 Ukázka levitace magnetů
 Triky
s neocube (http://www.neocube.cz/). Do třídy učitel vchází
s náhrdelníkem z malých kulatých magnetů. Ten si učitel sundá a postupně
zmenšuje na náramky, poté na prstýnky. Načež zase začne prstýnky „měnit“ na
náramky a posléze na náhrdelník.
C/ Uvědomění si významu, vlastní realizace hodiny (50 minut)
Učitel nechá žáky nejprve vyslovovat domněnky, jak se bude experiment vyvíjet. Teprve
potom si ho žáci vyzkouší. Žáci pracují podle pokynů učitele a úloh v pracovním listu. Své
domněnky píší do pracovního listu. Taktéž svá pozorování a závěry vyplňují do
pracovního listu. Učí se tak formulovat svá pozorování. Pracovní list si žáci mohou založit
do žákovského portfolia.
Působení magnetu a dalších látek
Otázka: Co se stane, když magnet přiblížíš k různým předmětům, např. k ruce, ke klíčům,
k tužce?
Pomůcky: magnet, ruka, dřevo, pastelky a další věci z penálu, hliník, brčko, špejle, korek,
papír, voda, měď, stříbro, zlato, mosaz, olovo, mince
Postup: Žák nejprve přemýšlí a zapisuje svou hypotézu do pracovního listu (úloha č. 1).
Poté zkoumá, jak skutečně působí magnet na další věci (úloha č. 2). Učitel na tabuli
zapisuje, co žáci zjistili.
Závěr: Železo s magnetem se vždy přitahuje. Magnet přitahuje železo (a některé další
látky – nikl - ze kterého jsou např. mince a kobalt). Ostatní předměty (i kovy, např. měď,
mosaz) se s magnetem ani nepřitahují, ani neodpuzují.
Magnet a kancelářská sponka na niti
Otázka: Může magnet působit na předměty bez dotyku?
Pomůcky: kancelářská sponka na niti, magnet, izolepa
Postup: Žák sám na základě svých zkušeností odpovídá na otázku v pracovním listu
(úloha č. 3). Poté je ve třídě přečtena úloha č. 4. Žáci přilepí kouskem izolepy ke stolu
kancelářskou sponku na niti (sponka bude viset dolů přes hranu stolu). Každý žák si
vyzkouší přitahování kancelářské sponky a magnetu. Žáci se pokusí zvednout sponku bez
přímého dotyku magnetu.
Otázka: Na čem závisí přitahování?
Postup: Žáci se pokusí se vymyslet, na čem přitahování závisí. Učitel na tabuli zapisuje,
co žáci zjistili.
Závěr: Přitahování magnetu a kancelářské sponky závisí na vzdálenosti. Čím blíže je
magnet, tím více sponku přitahuje. Přitahování závisí i na druhu magnetu (železný,
neodymový,…).
Obr. č. 2: Přitahování kancelářské sponky a magnetu
Působení dvou magnetů
Otázka: Už víme, jak působí magnet a další materiály, a teď se podíváme, jak na sebe
budou reagovat dva magnety.
Pomůcky: dva magnety pro každého žáka
Postup: Žáci se pokusí odhadnout (formulovat hypotézu), jak se budou vzájemně chovat
dva magnety (úloha č. 5). Své domněnky zapíší. Poté začnou pracovat ve dvojicích (budou
mít ve dvojici dva magnety). Zkusí společně vyzkoumat, jak na sebe vzájemně magnety
působí, a pokusí se najít slovo, které toto působení popisuje (úloha č. 6). Učitel může na
tabuli zapisovat, co žáci vyzkoumali.
Závěr: Dva magnety se někdy přitahují, nebo odpuzují (nechtějí k sobě).
Zobrazení magnetických indukčních čar
Otázka: Kde a jak magnet působí? Pokusme se zobrazit prostor, kde magnet působí.
Pomůcky: železné piliny v dóze, papírová čtvrtka, magnety, modelína
Postup: Žáci budou opět pracovat ve dvojicích (popř. i ve větších skupinách). Magnet,
upevní pomocí modelíny na lavici. Nad magnet umístí papírovou čtvrtku a „cukrují“
čtvrtku pilinami. Žáci do pracovního listu kreslí, co pozorují (úloha č. 7).
Poznámka: Pro žáky je velmi obtížné vidět magnetické indukční čáry tak, jak je vidíme
my. Mějte trpělivost a nechte žáky postupně obrázek malovat. Žákům k namalování mohou
pomoci např. tyto návodné otázky:




Co se stalo s pilinami? (Seřadily se.)
Vidíte v obrázku nějaký geometrický útvar? (Čáry, křivky.)
Odkud ty čáry vycházejí? (Z konců magnetů.)
Lidé se domluvili, že tyto konce budou nazývat póly. Slyšeli jste někdy toto slovo?
Kde? (Žáci by měli znát severní a jižní pól Země z vlastivědy.)
Obr. č. 3: Zobrazení magnetických indukčních čar
Otázka: Jak to vypadá s pilinami, když se magnety přitahují nebo odpuzují?
Pomůcky: železné piliny, papírová čtvrtka, magnety, modelína
Postup: Žáci upevní dva magnety do modelíny (nejprve tak, aby se přitahovaly, poté
odpuzovaly). Nad magnet umístí čtvrtku a opět „cukrují“. Výsledek si namalují do
pracovního listu, někdo z nich nakreslí na tabuli (úloha č. 8).
Využití přitahování železa magnetem
Otázka: Určitě jste někde magnety viděli. Kde? Jak využíváme magnet?
Buzola, separace materiálů, přichycení dvířek v kuchyni, hračky (autíčka, vláčky) apod.
Pomůcky: drť materiálů (Fe, Cu, polystyren, papír, látka…)
Postup: Nad drtí materiálů učitel pohybuje silným magnetem. Magnet na sebe nachytá
železo. Ostatní materiály zůstanou nesetříděny. Učitel může žákům vysvětlit, že zbytek
látek se roztřídí jinak (např. ponořením ve vodě, popř. pomocí dalších fyzikálních
vlastností).
Obr. č. 4: Elektromagnet sbírající železné předměty
D/ Reflexe (35 minut)
Učitel vhodnými otázkami provede žáky animacemi a připraví je tak na výrobu modelu
rychlovlaku.
A nyní na chvilku zapomeneme na magnety. Lidé se odjakživa potřebovali
přemisťovat. Ať už utíkali před přírodní katastrofou, šli za potravou nebo jenom
navštívit příbuzné. Jak myslíte, že se lidé pohybovali kdysi, kdysi dávno.
 „Chůze.“
No, ale jak odvést zraněného, který nemůže chodit ani se vézt na koni? (žáci budou
hovořit o vozech apod., ale zkuste je ještě nechat zamyslet, jak zraněného přemístili
např. indiáni?)
 „Sáně“.
To ale nebylo moc pohodlné (animace č. 1). Co tedy lidé vymysleli?
„Kolo.“
Kolo je vynález starší než 7 tisíc let. A od kola vedla cesta k vozu (animace č. 2). Ale i
tak cestování nebyla žádná sláva. Co museli lidé zlepšit potom?
„Silnice.“
Ano (animace č. 3). A co tím dosáhli? Co vadilo kolu na špatné silnici? Co zmenšili?
„Tření. Odpor.“
No a jak bychom tření zmenšili ještě víc?
(Animace č. 4) Létající koberec. Ale to je pohádka. My půjdeme zpět, k fyzice. A
použijeme ke zmenšení tření magnety. Jak?
Obr. č. 5: Ukázka z animací
Výroba modelu rychlovlaku
Železniční trať je tvořena z magnetů. Stejně tak i vlak obsahuje magnety. Pomocí
odpuzování je vlak 5-10 cm nad železniční tratí. Stavba maglevů (vlaků využívajících
magnetickou levitaci) je finančně velmi náročná. Přesto má technologie řadu výhod
(nevznikají výfukové zplodiny, je snížen hluk, vlak je méně náročný na údržbu a má
levnější provoz). V provozu je maglev v Šanghaji, který za 8 minut přepraví cestující do
vzdálenosti 30 km.
Pomůcky: magnety, karton, nůžky, izolepa (oboustranná lepicí páska)
Postup: Z kartonu žáci vytvoří (podle obrázku) vodicí dráhu. Po krajích pomocí
oboustranné lepicí pásky připevní magnety (musí být stejným pólem nahoru). Mohou je
shora zafixovat izolepou. Potom vytvoří model vlaku tak, že na čtvrtku papíru (musí mít
stejnou šířku, jako je šířka vodicí dráhy) zespodu připevní čtyři magnety. Magnety musí
být nalepeny tak, aby se vzájemně odpuzovaly s magnety na vodicí dráze.
Poznámka: Žákům často chyběla zručnost a trpělivost pro dokončení výrobku. Vodicí
dráhu z kartonu jsme proto měli předpřipravenu (nastříhánu a zohýbánu). Obtížné bylo pro
žáky i nalepit magnety se správnou orientací. Magnety jsme otírali ubrouskem, aby se lépe
přilepily.
Obr. č. 6: Ukázka z výroby maglevu
Geomag (magnetická stavebnice)
Pomůcky: stavebnice Geomag, obrázky různých staveb
Postup: Pomocí stavebnicových součástek (magnetických tyček, kovových kuliček a
plastových stěn) vytvořte různé geometrické obrazce.
Obr. č. 7: Stavby z Geomagu
3 Fyzikální hrátky – Plamen a svíčka
Obr. č. 8: Motivační obrázek – Plamen a svíčka
Anotace




Lekce je motivační – přípravná pro následnou práci v hodinách fyziky. Je vhodné ji
zařadit před Vánocemi.
Cílem lekce je seznámit žáky s významem svíčky, složením, vlastnostmi a teplotou
plamene a svítivostí svíčky.
Žák zkoumá svíčku, ověřuje vlastnosti, dokazuje dané zákonitosti pomocí
konkrétních pokusů, popisuje jev, klade otázky a zároveň hledá odpověď.
Je zde využita metoda brainstormingu, diskuse, metody aktivního učení a metoda
kooperace.
Metodický přehled





Vzdělávací oblast – Člověk a jeho svět
Očekávané výstupy – žák si sám vyrobí svíčku, naučí se dle pokynů učitele
zapalovat svíčku na dálku, uvědomuje si, jak funguje plamen svíčky, a zkoumá
vlastnosti plamene
Učivo – Plamen a svíčka
Rozvíjené klíčové kompetence – komunikativní, pracovní, k řešení problému
Mezipředmětové vztahy – přírodověda, český jazyk, svět práce, výtvarná výchova
Obsah:



Metodika (pro učitele)
Pracovní list (pro žáky)
Prezentace ve Smartnotebooku, video ohně
3.1 Metodika – Plamen a svíčka
Pojmy: svíčka, knot, včelí plát, roztavený vosk, vosková pára, vzlínání
Učitel připraví: nařezané včelí pláty (rozměr přibližně 7 cm x 21 cm), stejný počet knotů
(délka 8,5 cm, knot by měl být tenký – velikost A), špejle, zápalky, různé
svíčky, vosk, kalíšek na roztavený vosk, hliníkovou fólii, silnější
hliníkovou fólii (např. od jogurtu), kleště, dvě kádinky, propan-butan
(náplň do zapalovačů), nadrcenou tabletu živočišného uhlí, arch tvrdého
papíru, filtrační papír, Petriho misky, líh naředěný vodou (1:1), starý
kapesník, videonahrávku s plápolajícím ohněm
Žák si přinese: špejli, víčko od zavařeniny (kachličku, popř. papírový tácek), dřevěný
kolíček, lepidlo
Ročník: 5. ročník (po menších úpravách lze použít na prvním i druhém stupni základní
školy)
Časová dotace: podle možností učitele, minimálně 2 vyučovací hodiny
A/ Úvod + Poučení o bezpečnosti práce (5 minut)






Před začátkem hodiny učitel spustí na interaktivní tabuli video s plápolajícím
ohněm.
Žáci budou pracovat dle pokynů učitele. Nebudou ničit pomůcky, popř. provádět
s pomůckami co nemají.
Některé pokusy mohou provádět sami.
Jiné pokusy mohou provádět pouze pod dozorem dospělé osoby (práce
s ohněm,…)
Značná část pokusů, které budou demonstračního charakteru (bude je provádět
učitel), bude žákům zapovězena. V žádném případě je nesmí doma napodobovat.
Jsou velmi nebezpečné!
Lze použít preventivní výhružku: „Pokud zjistíme, že nějaký zapovězený pokus
zkoušíte doma, končíme s pokusy ve škole.“
B/ Motivační část (celkový čas asi 15 minut)
Brainstorming k tématu hodiny
Postup: Žáci zapisují myšlenky, co je napadá, když se dívají na plápolající oheň (pracovní
list, úloha č. 1). Poté dochází ke snosu informací (žáci si do pracovního listu doplňují, co
nemají). Dále pokračují úlohou č. 2. Zamýšlí se, zda je oheň vidět, slyšet, jakými smysly
jej vnímáme a co oheň dokáže. Následuje zamyšlení žáků nad tím, se kterým tvrzením se
nejvíce ztotožní:
 Oheň je pro nás především užitečný
 Oheň dokáže velmi ubližovat
 Nemohu se rozhodnout ani pro jednu z předchozích možností
Učitel vytvoří 3 stanoviště (každé stanoviště odpovídá jednomu výše zmíněnému tvrzení).
Žáci se podle svého přesvědčení zařadí ke stanovišti. Poté se v takto vzniklé skupině
domluví, proč zvolili tuto možnost. Mluvčí každé skupiny vysvětlí důvody, proč zvolili
právě toto stanoviště.
V případě času mohou žáci diskutovat nad příslovím: Oheň je dobrý sluha, ale zlý pán.
Učitel se může ptát, jak se v českém jazyce označuje toto tvrzení (přísloví), zda znají
nějaké další přísloví, o čem tato přísloví hovoří,…
C/ Uvědomění si významu, vlastní realizace hodiny (podle použitých
experimentů 50 – 80 min)
Výroba svíčky
Pomůcky: knot, včelí plástev (doporučený rozměr), víčko od zavařeniny (přinese žák)
Postup: Žáci si na lavici položí plástev. Na její užší stranu položí knot, který bude na
jednom konci přečnívat o 0,5 cm. Na druhém konci bude přečnívat více. Žáci postupně
zamotávají knot do plástve. Po první otočce přečnívající část knotu (0,5 cm) žáci ohnou
zpět ke svíčce. Tím docílí toho, že knot nevypadne ani nebude moci být nechtěně vytažen.
Žáci domotají svíčku, dokud není plástev spotřebovaná. Mírným přitisknutím umístí svíčku
na víčko od zavařeniny (na dlaždičku, na tácek) tak, aby nemohla spadnout. Žáci vyplní
první část úlohy č. 3 v pracovním listě.
Zapalování právě zhasnuté svíčky na dálku
Pomůcky: špejle, svíčka, zápalky
Postup: Učitel zapálí žákům svíčky. Přitom jim opakuje pravidla bezpečnosti (nemít
v blízkosti ohně hořlavé látky, opatrnost při sfoukávání,…). Žáci nechají svíčku chvíli
hořet. Je nezbytné, aby se u knotu vytvořilo „jezírko“ s rozehřátým voskem. Podle pokynu
učitele si žáci zapálí špejli a sfouknou svíčku. Pokusí se zapálenou špejli přiblížit do kouře
ke knotu. Svíčka se sama zapálí. Žáci postup (sfoukávání a zapalování) opakují a zkoušejí
svíčku zapálit na co největší dálku. Na pokyn učitele žáci vždy zhasnou svíčku i špejli.
Otázka: Co to znamená? Jak je možné, že se nám svíčka zapálí na dálku? Co tam tedy
hoří?
Odpověď: Plamen po voskové páře „přeskočí“ na knot. U svíčky hoří voskové páry.
Obr. č. 9: Zapalování svíčky na dálku
Jak funguje svíčka: Zapalování knotu a nehoření pevného a kapalného vosku
(provádí učitel)
Pomůcky: knot, kleště, zápalky, svíčka, vosk
Postup: Učitel zapálí knot ve svislé poloze (jako je tomu u svíčky). Knot po několika
sekundách zhasne a zuhelnatí. Poté se učitel pokouší zapálit vosk (pevný i kapalný). Vosk
po roztavení odkapává, ale nehoří.
Otázka pro žáky: Co z toho plyne?
Odpověď: Pro hoření svíčky je nezbytná kombinace knotu a vosku.
Jak funguje svíčka: Hoření voskových par (provádí pouze učitel)
Pomůcky: kalíšek s kouskem vosku, kleště na držení kalíšku, zápalky, svíčka, umyvadlo
(popř. lavor) s kusem alobalu
Postup: Učitel v kalíšku nad svíčkou rozehřeje kousek vosku tak, aby vznikly voskové
páry. Po chvíli začne z kalíšku unikat velké množství voskových par. Pozor, páry jsou silně
hořlavé! Učitel vyleje voskovou páru do umyvadla na alobal a pomocí špejle zapálí.
Okamžitě vzplane veliký oheň (podle množství par). Oheň lze pomocí špejle „zabalit“ do
alobalu a tím uhasit.
Poznámka: Může vzniknout velký oheň. Je třeba dodržovat bezpečnostní pravidla.
V žádném případě do ohně nefoukejte.
Otázka pro žáky: Co tedy hoří na svíčce?
Odpověď: Voskové páry.
Obr. č. 10: Hoření voskových par
Jak funguje svíčka: Vzlínání vody
Otázka: Už víme, co u svíčky hoří. K čemu slouží u svíčky knot?
Pomůcky: Petriho miska, proužek filtračního papíru (dobře funguje i ručně vyráběný
papír)
Postup: Do Petriho misky s vodou žáci ponoří část filtračního papíru. Po chvíli voda
vzlíná (stoupá). Voda vzlíná nahoru po papíře.
Obr. č. 11: Vzlínání vody
Jak funguje svíčka: Vzlínání roztaveného vosku (provádí pouze učitel)
Pomůcky: svíčka, zápalky, hliníková fólie (silnější) s vystřiženým otvorem.
Postup: Na knot právě zapálené svíčky učitel nasune hliníkovou fólii. Plamen se postupně
zmenšuje, až zhasne.
Poznámka: Pozorování je prokazatelnější, je-li svíčka právě zapálena.
Vysvětlení: Tak jako vzlíná papírem voda, vzlíná knotem svíčky roztavený vosk.
Hliníkovou folií jsme omezili ohřívání fosku a tím i vzlínání roztaveného vosku. Hoří
vlastně voskové páry, vznikající při rozehřívání vosku plamenem. Pod alobalem nemůže
plamen dostatečně rozehřívat vosk, proto svíčka zhasne.
Shrnutí předchozích experimentů:
Svíčka hoří proto, že bavlněným knotem vzlíná roztavený vosk, při vyšší teplotě se mění
v páry, které hoří. Žáci si doplní úlohu č. 3 v pracovním listu.
Vlastnosti plamene: obrázek plamene (provádí učitel)
Otázka: Jaký má plamen tvar? Jaké je jeho zbarvení? Je ve všech částech stejný?
Pomůcky: svíčka, zápalky, list papíru
Postup: Do plamene svíčky vloží učitel na chvíli papír. Vznikne černý kruh. Potom učitel
vloží papír do plamene šikmo. Vznikne záznam tvaru plamene (plamen sám sebe nakreslí).
Působením tepla plamene papír zhnědne. Svoji roli hrají i saze obsažené v plameni.
Vlastnosti plamene: teplota plamene (postup předvede učitel a poté zkoumají žáci)
Pomůcky: svíčka, zápalky
Postup: Učitel zapálí svíčku, do plamene vloží zápalku. Poté žákům vysvětlí, že musí dát
postupně první zápalku do tmavší a druhou zápalku do světlejší části plamene. Přitom
budou zjišťovat, kde se zápalka vznítí rychleji. Čas odhadnou počítáním sekund. Ve světlé
horní části plamene vzplane zápalka téměř okamžitě, ve spodní tmavší části až po chvíli,
což znamená, že tam je nižší teplota. Žáci odpovídají do pracovního listu (úloha č. 4).
Vlastnosti plamene: jaká je teplota plamene?
http://www.videoworldonline.eu/video/5q7gUz0enek/teplota-plamene.html
Vlastnosti plamene: proč je plamen teplejší v horní části a po obvodu (provádí učitel)
Otázka: Co potřebuje svíčka, aby hořela?
Postup: Hořící svíčku učitel přiklopí kádinkou. Po chvilce svíčka zhasne.
Závěr: Podmínkou hoření svíčky je přítomnost dostatečného množství kyslíku (z toho
důvodu je nejvyšší teplota na okrajích a špičce – kde je styk plamene s kyslíkem).
Vlastnosti plamene: proč plamen svítí (provádí učitel)
Pomůcky: svíčka, plynový kahan (propan-butanový vařič apod.), zápalky, porcelánová
miska, tableta živočišného uhlí
Postup: Učitel zapálí svíčku a plynový kahan. Žáci sledují dva různé plameny. Učitel
položí otázku, proč jeden plamen svítí hodně a druhý málo. Žáci nejprve vyjadřují
domněnky, potom učitel předvede, jak zvýší jas plamene svíčky. Do plamene vloží
porcelánovou misku. Na ní se vytvoří kolečko sazí. Pak rozdrtí tabletu živočišného uhlí a
vzniklý prášek foukne do plamene. Plamen se jasně rozzáří.
Závěr: Živočišné uhlí je velmi podobné sazím, tedy jeho přidáním do plamene se dosáhne
vyšší svítivosti. Svítivost plamenů způsobují rozžhavené částečky pevných látek.
V případě svíčky jsou to saze vznikající při nedokonalém spalování vosku.
Papírová pánev
Otázka: Hoří papír? Shoří vždycky? Kdy papír neshoří?
Pomůcky: list papíru, svíčka, zápalky, voda
Postup: Žáci odpovídají do pracovního listu na úlohu č. 5. Zapisují své domněnky. Pro
ověření provádí žáci následující experiment. Z kancelářského papíru složí podle šablony
mělkou krabičku. Po bocích ji slepí izolepou. Dají do ní trochu vody a drží papírovou
pánvičku pomocí kolíčku nad plamenem svíčky, až se voda začne vařit. Papíru se nic
nestane. Žáci popisují, co se děje (voda se ohřívá, papír neshoří). Pokouší se vysvětlit, kdy
papír začne hořet. Poté žáci vyplňují pracovní list (úloha č. 6).
Závěr: Proč papír neshoří? Je to díky vodě. Teplota vroucí vody je 100 °C, ale zápalná
teplota papíru je 200 °C. Pozor – nesmí se vyvařit všechna voda, to by potom papír vzplál.
Obr. č. 12: Vaření vody v papírové pánvičce
Obr. č. 13: Šablona na papírovou pánvičku
Možná obměna pokusu (zejména při nedostatku času)
Postup: Učitel nafoukne balónek vzduchem a zeptá se žáků, co se stane, když dá balónek
nad svíčku. Po zodpovězení předvede prasknutí balónku žákům. Potom učitel naplní
balónek vodou a opět se zeptá, co se stane s balónkem nad plamenem svíčky nyní. Po
odpovědích dá učitel balónek nad plamen svíčky.
D/ Reflexe (podle použitých experimentů 5 – 20 minut)
Nehořlavý kapesník
Pomůcky: sklenice, voda, líh, látkový kapesník, zapalovač, kleště nebo pinzeta
Postup: Ve sklenici učitel smíchá stejné množství vody a lihu. Do této směsi namočí
kapesník, lehce ho vymáčkne, uchopí do chemických kleští a zapálí. Kapesník dobře hoří,
po dohoření však žáci uvidí, že látka je neporušená.
Závěr: Voda chrání kapesník před shořením. Ve skutečnosti totiž hoří pouze líh a nikoliv
mokrý kapesník.
Nehořící ruka
Pomůcky: propan-butan (plyn do zapalovače), miska, jar, zápalky
Postup: Učitel nalije do misky vodu a přidá do ní jar (popř. tekuté mýdlo). Propan-butan
opatrně nastříká do této vody. Vytvoří se bubliny, naplněné hořlavým plynem. Učitel si
nejprve namočí ruce ve vodě a vzniklou pěnu si vezme do dlaně. Potom bubliny pomocí
špejle zapálí. Vzniká velký oheň, ovšem ruce budou v pořádku, bez popálení.
Poznámka: Je nutné mít ruce namočeny, navíc sundat hodinky, náramky, prstýnky a
vyhrnout rukávy. Také nechte prsty ruky u sebe a ruku mějte nataženu co nejdál od
obličeje. Nejprve zkoušejte pokus s menším množstvím bublin. Dbejte zvýšené
opatrnosti, jedná se o nebezpečný pokus!
Další ukázka experimentu s propan-butanem (když zbyde čas)
Pomůcky: propan-butan (plyn do zapalovače), dvě kádinky, zápalky
Postup: Učitel přinese kádinku, ve které je propan butan. Ale to žáci nevědí. Na otázku, co
je v kádince, žáci většinou odpovědí: „nic“ (někdy „vzduch“). Učitel do kádinky přiblíží
zapálenou špejli, plyn v kádince začne hořet.
Ponaučení: Přestože to vypadá jako vzduch, může to být velmi nebezpečné a hořlavé.
Postup: Učitel stříkne propan butan do kádinky. Poprosí některého žáka, aby přelil plyn v
kádince do druhé kádinky. Většinou žák rychle překlopí kádinku (a většina plynu „uteče“
mimo kádinku). Opět pomocí zapálené špejle ověříme přítomnost plynu.
Poznámka: V tuto chvíli můžete nechat žáky přelévat vodu, aby si nacvičili, jak přelévat
plyn. Žáci mohou poté zkoušet přelévat plyn z jedné kádinky do druhé, popř. přelít pouze
polovinu plynu apod.
Závěr: Plyny jsou tekuté, můžeme je přelévat jako kapaliny.
Obr. č. 14: Přelévání plynu
4 Fyzikální hrátky – Vodiče a nevodiče
Obr. č. 15: Motivační obrázek – Vodiče a nevodiče
Anotace




Lekce je motivační – přípravná pro následnou práci v hodinách fyziky.
Cílem lekce je rozvíjení fyzikálního myšlení, osvojení pojmů jako je vodič, nevodič
a elektrický obvod.
Při vlastní realizaci je podporována experimentátorská činnost.
Je zde využita metoda kooperace, metoda aktivního učení a kritického myšlení.
Metodický přehled





Vzdělávací oblast – Člověk a jeho svět
Očekávané výstupy – žák rozliší vodič, izolant (nevodič) na základě analýzy jejich
vlastností, zapojí jednoduchý elektrický obvod, nakreslí schéma zapojení obvodu,
ověřuje teoreticky nabyté znalosti v praktických činnostech a zhodnotí jejich
využívání.
Učivo – Vodiče a nevodiče, elektrický obvod.
Rozvíjené klíčové kompetence – k řešení problému, pracovní, k učení
Mezipředmětové vztahy – přírodověda, český jazyk, svět práce, výtvarná výchova
Obsah:



Metodika (pro učitele)
Pracovní list (pro žáky)
Prezentace ve Smartnotebooku
4.1 Metodika – Vodiče a nevodiče
Pojmy: elektřina, vodič, nevodič, žárovka, baterie, jednoduchý elektrický obvod,
schematické zapojení obvodu
Učitel připraví: starší baterii z UPS, odporový drát, ploché baterie 4,5 V (pro každého
žáka), klasickou žárovičku (pro každého žáka), provázek, drátek,
kancelářskou sponku, stavebnice Boffin (základní podložka, zdroj, motor
s vrtulí, žárovka, integrovaný obvod hudba, poplach a hvězdné války,
vodiče se 2,3,4,5 a 6 kontakty), zkoušečku.
Žák si přinese: věci z penálu (pravítko, kružítko, nůžky, drobné mince, tuhu do tužky,
špendlík, …).
Ročník: 5. ročník (lze použít v 6. ročníku, popř. jako opakování v 8. ročníku základní
školy)
Časová dotace: 2 vyučovací hodiny (pokud budete chtít věnovat více času stavebnici
Boffin, budete potřebovat větší časovou dotaci a je třeba počítat také
s časově náročnou kontrolou stavebnice)
A/ Úvod + Poučení o bezpečnosti práce (5 minut)
 Žáci budou pracovat dle pokynů učitele. Nebudou ničit pomůcky, budou
pracovat podle pokynů, popř. návodů.
 Pozor na vlhké ruce.
 Neolizovat baterii (přestože to znají od dospělých).
 Pozor na práci s elektrickými spotřebiči (pozor na proud, který zabíjí!!!).
 Pozor na zkrat (umístění vodiče k pólům baterie způsobí zkrat).
 Nenechávejte zapnutý obvod bez dozoru.
 Nedotýkejte se pohyblivých částí obvodu (motorek, list vrtule).
 Zkoušečka – ukázat, že v zásuvce něco je!!!
B/ Motivační část (20 minut)
Postup: Učitel žákům sdělí název těchto fyzikálních hrátek (Vodiče a nevodiče). Poté je
nechá chvíli přemýšlet, čím by se mohli v hodině zabývat. Žáci možná budou znát pojmy
vodič a nevodič. Učitel napíše na tabuli slovo elektřina. Žáci zapíší všechno, co je
napadne v souvislosti s tímto slovem. Podle situace může učitel slova roztřídit (např. na
ty, kterými se dnes budete zabývat a kterými ne), okomentovat zajímavé nápady apod.
Potom
učitel
spustí
žákům
videoklip
elektrického
valčíku
(http://www.youtube.com/watch?v=l76_4gkK9Kc). Žáci dostanou za úkol zamyslet se,
zda a jak dlouho by se obešli bez elektřiny. Společně ve třídě budou popisovat, při jakých
činnostech používají elektřinu (budík, rozsvítit světlo, ohřát vodu na čaj, jízda autem
(autobaterie), teplo, uvařit polévku, rádio, počítač, televize…).
C/ Uvědomění si významu, vlastní realizace hodiny (50 minut)
Baterie a žárovka
Pomůcky: plochá baterie 4,5V, malá žárovka, pracovní list
Postup: Žáci pozorně prozkoumají baterii a žárovku, budou si všímat i detailů, poté obě
součástky nakreslí (úloha č. 1). Učitel vyzve žáky, aby zjistili, zda jsou na baterii a žárovce
nějaká čísla, a aby přemýšleli, k čemu tato čísla slouží.
Poznámka: Žáci zjistí údaje o elektrickém proudu a napětí. Nebudou s těmito údaji
pracovat, neznají ještě pojem elektrický proud ani elektrické napětí. Pouze jim učitel sdělí,
že tyto údaje jsou velmi důležité, protože existují různé baterie i různé žárovky. Učitel
může předvést rozsvěcení 24 V žárovky pomocí různých baterií (1,5 V, 4,5 V, 9 V a 12 V).
Postup: Žáci nakreslí (zatím nezapojují) obrázek, jak zapojí baterii se žárovkou tak, aby
žárovka svítila (úloha č. 2).
Poznámka: Žáci většinou nevědí, jak se žárovka zapojuje.
Zapojení jednoduchého obvodu
Pomůcky: baterie, žárovka
Postup: V tuto chvíli již žáci zapojí žárovku a baterii takovým způsobem, jak nakreslili
(úloha č. 3). Pokud jim žárovka nesvítí, zkusí zapojit obvod tak, aby žárovka svítila. Do
připraveného místa na pracovním listu nakreslí nový obrázek (kdy bude žárovka svítit).
Poznámka: Žáci si neuvědomují, že tak jako má baterie dva konce, má dva konce i
žárovka. Pokud si nebudou vědět rady, je třeba je návodnými otázkami k tomu dovést.
Vodiče a nevodiče
Pomůcky: žárovka, baterie, drátek, provázek, kružítko, tuha, nůžky, kancelářská sponka
Postup: Žáci pracují ve dvojici (popř. ve trojici). Vezmou si např. drátek a pokusí se ho
zapojit mezi žárovku a baterii tak, aby žárovka svítila. Potom zkusí zapojit provázek,
kružítko, tuhu a nůžky. Učitel může žákům přidat kancelářskou sponku, drátek,
lžičku,…Žáci si vše zapíší do pracovního listu, úloha č. 4.
Kdy žárovka svítila?
Závěr: Žáci si ověřují, které látky se stávají přirozenými vodiči (kružítko, nůžky,
kancelářská sponka, mince, drátek, tuha,…).
Kdy žárovka nesvítila?
Závěr: Žáci zjišťují, které látky patří mezi nevodiče, nebo-li izolanty (provázek,
papír, látka, plastové nůžky, …).
Po zapojení nějakých věcí žárovka nesvítila, těmto věcem říkáme nevodiče. Naopak
věci jako drátek,… nazýváme vodiče.
Zkrat (provádí pouze učitel)
Pomůcky: silnější zdroj, odporový drát, kousek papíru
Postup: Učitel spojí silnější zdroj (např. starší baterii z UPS) a odporový drát. Až se drát
rozžhaví, položí na něj kousek papíru. Papír okamžitě vzplane.
Poznámka: Pokus je možné provádět s ocelovou vlnou a baterií 9 V. Dbejte zvýšené
opatrnosti!
Závěr: Když zapojíme ke zdroji pouze drát, dojde ke zkratu. Zkrat je velmi nebezpečný,
může způsobit požár.
Elektrický obvod
Pomůcky: žárovka, baterie, různé vodiče z penálu
Postup: Žáci zapojí mezi žárovku a baterii co nejvíce vodičů (z penálu, z aktovky) tak, aby
žárovka svítila. Žáci odpovídají do pracovního listu, úloha č. 5, kolik se jim povedlo
zapojit různých věcí. Učitel vyhlásí vítěznou dvojici.
Poznámka: Musíte žáky povzbuzovat, aby zapojili co nejvíce věcí. Některým dvojicím se
podařilo zapojit i 20 předmětů.
Obr. č. 16: Zapojování různých vodičů do obvodu
Shrnutí
Otázka: Co musí být splněno, aby žárovka svítila?
Postup: Společně by žáci měli dát dohromady následující podmínky: uzavřený obvod
(nepřerušený), (nevybitá) baterie, (neprasklá) žárovka. Vše si zapíší do pracovního listu,
úloha č. 6.
Schematický obvod
Otázka: Nakreslete obrázek (úloha č. 7), jak to vypadalo, když se zapojoval předchozí
obvod… Líbí se Vám to? Je to přehledné?
Postup: Žáci nakreslí svůj obrázek tak, jak skutečně obvod vypadal, Učitel nakreslí na
tabuli podobný. Potom žákům vysvětlí, že se lidé domluvili, že takto je to složité a že vše
budou označovat jednoduchými schematickými značkami. Potom nakreslí schematické
zapojení předchozího obvodu, žáci si tento obrázek nakreslí do pracovního listu.
Shrnutí předchozích experimentů:
A /Některé látky vedou elektrický proud, ty nazýváme vodiče.
B /Látky, které proud nevedou (žárovka nesvítí), se nazývají nevodiče.
C /Lidé se domluvili, že budou obvody kreslit schematicky.
D/ Reflexe (20 minut)
Učitel představí žákům stavebnici Boffin (základní desku, systém patentů, hladiny
zapojování). Vysvětlí stavbu jednoduchého elektrického obvodu. Upozorní žáky na šetrnou
manipulaci se stavebnicí. Poté jim ukáže obrázek se žárovičkou a s motorkem. Žáci si
mohou vyzkoušet sestavit i složitější obvody.
Poznámka: Nechte si dostatek času na kontrolu stavebnice. Pokud máte rozvržení
stavebnice již „v oku“, trvá kontrola jedné stavebnice 2-3 minuty.
Obr. č. 17: Jednoduché obvody sestavené pomocí stavebnice Boffin
Obr. č. 18: Práce žáků se stavebnicí Boffin
5 Fyzikální hrátky – Vejce
Obr. č. 19: Motivační obrázek - Vejce
Anotace




Lekce je motivační – přípravná pro následnou práci v hodinách fyziky. Je vhodné
zařadit lekci před Velikonocemi.
Cílem lekce je rozvíjení fyzikálního myšlení na pochopení odlišných vlastností
vejce syrového a vařeného, pevnosti vejce a chování vejce ve vodě.
Při vlastní realizaci je podporována experimentátorská činnost.
Je zde využita metoda kooperace, metoda aktivního učení a kritického myšlení.
Metodický přehled





Vzdělávací oblast – Člověk a jeho svět
Očekávané výstupy – žák zkoumá skořápku vejce (pevná, poškozená), význam
pevnosti - nosný oblouk, roztočením rozeznává syrové a vařené vejce, pokusem ve
sklenici s vodou zjišťuje stáří vejce.
Učivo – Vejce a jeho chování v různých situacích
Rozvíjené klíčové kompetence – k řešení problému, pracovní, k učení
Mezipředmětové vztahy – přírodověda, český jazyk, svět práce, výtvarná výchova
Obsah:



Metodika (pro učitele)
Pracovní list (pro žáky)
Prezentace ve Smartnotebooku (fotografie, animace)
5.1 Metodika – Vejce
Pojmy: pevné, poškozené vejce, nosný oblouk, čerstvé vejce, zkažené vejce, vařené vejce
Učitel připraví: plastovou průhlednou nádobu (popř. menší akvárium), sklenici na mléko,
papír, zápalky, igelitový pytlík, papírové ubrousky, utěrka, 20 přibližně
stejných vajec na platě, větší igelit, dřevěnou klenbu, 1 kg soli, dalších
10 vajec (jedno určitě starší, …), 3 vařená vejce, 1 syrové a 1 vařené
vejce na šňůrce (po odmaštění lze připevnit tavnou pistolí), vzduchovka
s náboji
Žák si přinese: jedno syrové a jedno vařené vejce (do dvojice), půlku skořápky,
zavařovací sklenici (do dvojice)
Ročník: 5. ročník (ale lze použít na celém druhém stupni)
Časová dotace: podle možností učitele, minimálně 2 vyučovací hodiny
A/ Úvod +Poučení o bezpečnosti práce
 Žáci budou pracovat dle pokynů učitele. Nebudou ničit pomůcky, budou
pracovat dle pokynů vyučujících.
 Při práci s vodou budou dbát co největší opatrnosti.
 Při vylití vody, rozsypání soli, popř. rozbití vajíčka budou informovat učitele a
místo okamžitě uklidí, aby nedošlo k nehodě.
 Pokus s ohněm v lahvi (viz pokus z reflexe) je povolen provádět doma pouze za
dozoru rodičů (dospělých).
 Pokus střelby na vejce žáci doma provádět nesmí!
B/ Motivační část (25 minut)
Postup: Žáci napíší vše (podle zásad volného psaní), co o vajíčkách vědí. Učitel nechá
žákům dostatek času (10 minut) a povzbuzuje je v psaní. Žáci mohou přečíst své práce
(pouze dobrovolníci). Učitel může žákům ukázat pana Vajíčka z reklamy (z dávných dob),
nestandardní použití vajíček (zbraň proti politikům) apod. Učitel poté promítne žákům
obrázky různých vajec. Žáci budou hádat, kterým živočichům patří vejce z fotografií (vejce
pštrosa, ryb, slimáků, žab, hadů, ptáků…). Použít můžete např. tyto zdroje
http://www.strma.estranky.cz/fotoalbum/hadi-vejce-uzovky-cervene15_4_2007/14062007387.jpg.-.html,
http://www.nahuby.sk/obrazok_detail.php?obrazok_id=169763,
http://www.isladeanimales.com/wp-content/uploads/2012/03/huevos-de-rana.jpg,
http://www.crsplzen.cz/novinky/79.html
Obr. č. 20: Ukázky volného psaní tří žáků
C/ Uvědomění si významu, vlastní realizace hodiny (50 minut)
Nakřáplé vejce
Pomůcky: každý žák celé syrové vejce
Postup: Vejce žáci uchopí za špičku a spodek palcem a ukazováčkem jedné ruky poblíž
ucha. Nehtem druhé ruky ťukají do skořápky. Když slyší výrazný ostrý zvuk, je skořápka
nepoškozena. Při dutém, nevýrazném zvuku je skořápka nakřáplá. Učitel jedno vejce před
žáky nakřápne a pošle po třídě. Žáci tak mohou sluchem rozpoznat rozdíl.
Pevnost vejce
Pomůcky: syrové vejce, igelitový pytlík, větší igelit, papírové ubrousky, 20 vajec na platě
Postup: Učitel si vezme nenakřáplé vejce. Žáci vyberou ze třídy jednoho siláka, který
učiteli pomůže. Učitel může žákům sdělit, že jde o fyzicky náročný pokus. Žák dostane
vejce do dlaně (pro případ prasknutí má přes ruku igelitový pytlík, ten si bude žák
přidržovat u zápěstí) a snaží se prsty a dlaní vejce rozdrtit (ne špičkami prstů). Zřejmě se
mu nepodaří vejce rozmáčknout. Učitel vajíčko rozklepne, aby si žáci nemysleli, že je
třeba plastové. Mezitím učitel připraví 2x10 vajec do plata. Vybere nejmenšího žáka ve
třídě, který si sundá boty i ponožky. Učitel pomůže žákovi stoupnout si na vajíčka.
Poznámka: Žák nemusí být nejmenší, ale rozhodně se musí jednat o zcela klidného žáka
s menší hmotností. Učitel musí žáka upozornit, že, když náhodou ucítí, že jedno vajíčko
praskne, nemá panikařit, ale má zůstat stát. Že ostatní vajíčka určitě vydrží.
Závěr: Vejce je překvapivě pevné. Učitel může promítnout video, jak se chodí po vejcích
(např. http://www.youtube.com/watch?v=4RLiboodbX0)
Obr. č. 21: Jak je pevné vejce
Pevnost vejce
Pomůcky: skořápka, tužka
Postup: Žáci vezmou skořápku a zkusí na ni klepnout z vnější strany (nepodaří se jim ji
rozbít) a potom z vnitřní strany (půjde ji prorazit bez problémů).
Otázka: Kde má význam tato podivná pevnost?
Odpověď: Kvočna sedí na vejcích a vejce musí odolat. Naproti tomu se malé kuřátko musí
dostat ven. Kuřátko sice nemá moc síly, ale působí velkým tlakem. Tento vynález
z přírody odpozorovali lidé a použili jej.
Nosný oblouk (klenba)
Pomůcky: dřevěná klenba, fotografie klenby
Učitel ukáže klenbu na obrázcích (kostel sv. Barbory v Kutné Hoře, Karlův most) a potom
na animaci (http://www.teachersdomain.org/asset/nv37_int_arches/).
Žáci se rozdělí do dvou skupin (podle počtu žáků) a pokusí se postavit klenbu. Poté si
vyzkouší pevnost z vnitřní a vnější strany.
Obr. č. 22: Stavba klenby
Jak od sebe rozeznáte syrové a vařené vejce?
Pomůcky: syrové a vařené vejce
Postup: Žáci položí vejce na zem a roztočí. Vařené vejce se roztočí podstatně rychleji než
syrové. Učitel ukáže, že při rychlém roztočení se vařené vejce vzpřímí na špičku. Ještě
jednou žáci vajíčka roztočí a na okamžik je přidrží a hned pustí. Syrové vejce se bude i
nadále točit, vařené se zastaví.
Závěr: Žákům vysvětlíme, že v jednom případě roztáčíme skořápku s kapalným obsahem.
Roztáčím skořápku a kapalnému obsahu se moc nechce, ale když už tu kapalinu roztočím,
tak i když skořápku zastavím, kapalina se točí a roztočí i skořápku.
Postavíte vejce na špičku?
Motivace: Možná, že jste slyšeli jméno Kryštof Kolumbus. Kdo to byl?.... A po jedné z
výpravných cest byla uspořádána na jeho počest hostina. Jeden z přítomných prohlásil, že
tato cesta vlastně nebyla nijak obtížná. Kolumbus nato vzal vejce a požádal dotyčného, aby
postavil vejce na špičku. Všichni se o to pokoušeli, ale nikomu se to nedařilo. Vejce se
vždycky vrátilo do ležící polohy. Kryštof Kolumbus lehce naťukl špičku vejce a pak ho
bez potíží postavil. Přitom dotyčné poučil: „Když vím, jak na to, je to skutečně
jednoduché.“
Pomůcky: špetka soli, utěrka, syrové vejce
Postup: Učitel se pokusí vejce postavit na utěrku. Žákům zadá, aby se nějak pokusili vejce
také postavit (bez naťuknutí). Po chvilce bádání dá učitel žákům malé množství soli. Žáci
zkusí postavit vejce na špičku. Až se jim to povede, mohou zbytek soli sfouknout.
Závěr: Vejce má těžiště uprostřed, a tak ho nelze postavit na špičku. Stačí však velmi
málo. Utěrka je měkká, vejce si v ní vytvoří důlek, který ho přidržuje. Zrníčka soli mají
tvar krychliček a vejce podepřou.
Jak je vejce staré?
Pomůcky: sklenice s vodou, vejce syrové a zároveň čerstvé, vejce zkažené
Postup: Žáci položí syrové vejce do vody v širší sklenici. Čerstvé vejce leží vodorovně, 30
dnů staré vejce stojí svisle. Zkažené vejce vyplave k hladině.
Ještě jednou vejce ve vodě
Pomůcky: sklenice s vodou, vejce syrové a zároveň čerstvé, sůl
Postup: Do sklenice s jedním vejcem žáci nasypou 2-5 lžící soli. Vejce po rozpuštění soli
začne plavat. Učitel žákům nastalou situaci vysvětlí pomocí plavání v rybníku a v moři.
Žáci sami většinou vysloví závěr, že mořská voda více nadnáší.
Poznámka: Archimedův zákon, vztlakovou sílu ani hustotu žáci neznají, takže tento pokus
více nevysvětlujte.
D/ Reflexe (15 minut)
Jak dostat vejce do lahve (provádí pouze učitel)
Pomůcky: oloupané vařené vejce, skleněná lahev od mléka, zápalky, papír
Postup: Učitel vyzve žáky, že chce dostat vejce do lahve nepoškozené. Žáci mohou
navrhovat své nápady. Dle možností mohou nápady realizovat. Potom učitel zapálí
proužek papíru, vhodí jej do lahve, vejce položí špičkou do otvoru lahve. Vzduch v lahvi
se ohřeje, tím se rozpíná a uniká ven. Když papír dohoří, ochladí se vzduch v lahvi
(vznikne podtlak) a vejce je vtaženo dovnitř.
Poznámky: Pro efekt je lepší vypláchnout lahev alkoholem (a ten zcela vylít), je možné
použít i láhev od kečupu s protáhlým úzkým hrdlem. Vejce je lepší mít na hniličko (5-7
minut vařené), navíc by mělo mít hladký povrch.
Jak dostat vejce zpět z lahve
Postup: Nechte žáky, ať přemýšlí (a vyzkouší), jak dostat vejce ven z lahve a přitom
nepoškodit ani lahev, ani vejce. Pokud to žáci nevymyslí, učitel foukne do lahve (vejce
musí být připraveno u hrdla lahve), vznikne přetlak a ten dostane vejce ven.
Obr. č. 23: Vejce je vtahováno do lahve a vytlačeno z lahve
Střelba do vajec
Tento pokus lze ukázat, pokud jsou žáci ukáznění a škola disponuje vhodným místem.
S trochou nadsázky učitel může říci, že předvede opět pokus, jak se dá rozpoznat vařené a
nevařené vajíčko.
Pomůcky: 1 syrové a 1 vařené vejce na šňůrce (po odmaštění lze připevnit tavnou pistolí),
vzduchovka s náboji
Postup: Vařené vejce pomocí šňůrky učitel (nebo žák) zavěsí. Ze vzdálenosti asi jednoho
metru učitel na vejce zamíří a vystřelí. Pokud se dobře trefí, ve vajíčku bude provrtaná
dírka. Potom učitel zavěsí syrové vejce. Opět ze vzdálenosti jednoho metru vystřelí na
vejce. Vajíčko se rozprskne do všech stran.
Poznámka: Je potřeba mít vajíčka na provázku připravena. Lze provádět pouze
v přizpůsobeném prostředí. Pozor na pevné prostředí za vajíčkem (diabolka by se mohla
odrazit). Je třeba předem vyzkoušet, abyste vejce správně trefili.
Obr. č. 24: Rozstřelení syrového vejce, žáci zkoumají prostřelené vařené vejce
6 Fyzikální hrátky – Akustika
Obr. č. 25: Motivační obrázek - Akustika
Anotace




Lekce je motivační – přípravná pro následnou práci v hodinách fyziky.
Cílem lekce je seznámit žáky se vznikem zvuku, jeho šířením a vlastnostmi.
Žák zkoumá tělesa vydávající zvuk, ověřuje jeho vlastnosti, dokazuje dané
zákonitosti pomocí konkrétních pokusů, popisuje jevy spojené se zvukem, klade
otázky a zároveň hledá na ně odpovědi.
Jsou zde využity metody: brainstorming, diskuse, aktivního učení a kooperace.
Metodický přehled





Vzdělávací oblast – Člověk a jeho svět
Očekávané výstupy – žák si sám vyrobí foukací hudební nástroj, naučí se dle
pokynů učitele vytvořit a zkoumat zvukové jevy, uvědomuje si, jak vzniká zvuk a
jaké podmínky musí být splněny, aby se zvuk šířil.
Učivo – Zvuk
Rozvíjené klíčové kompetence – komunikativní, pracovní, k řešení problému
Mezipředmětové vztahy – přírodověda, český jazyk, svět práce, výtvarná výchova,
hudební výchova
Obsah:



Metodika (pro učitele)
Pracovní list (pro žáky)
Prezentace ve Smartnotebooku, různé zvukové nahrávky
6.1 Metodika – Akustika
Pojmy: akustika, výška tónu, kmitání, ladička, vzduchoprázdno
Učitel připraví: nahrávku s hlukem z pralesa a zvukový záznam hry na flétnu, ladičku,
kytaru, brčka (průměr 5 mm), nit, nůžky na nehty, špejle (podélně
rozříznuté), plastové kelímky
Žák si přinese: nůžky na nehty, kelímek od jogurtu, plastové pravítko (dlouhé 30 cm)
Ročník: 5. ročník (lze použít i na prvním a druhém stupni)
Časová dotace: 2 vyučovací hodiny, Panovu flétnu lze následně vyrábět, např. na hodině
výtvarné výchovy
A/ Úvod + Poučení o bezpečnosti práce (5 minut)
Před začátkem hodiny učitel spustí na interaktivní tabuli záznam koncertu symfonického
orchestru bez zvuku. Poté se učitel žáků zeptá, o čem dnes budou asi hovořit a popř. co to
je ta akustika?
 Žáci budou pracovat dle pokynů učitele. Nebudou ničit pomůcky, budou
pracovat dle pokynů vyučujících.
 K bezpečnosti práce a ochraně zdraví patří i ochrana sluchu. Je možné s žáky o
ochraně sluchu diskutovat.
B/ Motivační část (10 minut)
Postup: Učitel požádá žáky, aby zavřeli oči a poslouchali. Poté spustí zvukový záznam
koncertu flétny a hlas divočiny (pralesa). Žáci popisují, co je napadá, když slyší zvuk
flétny a hlas divočiny (pracovní list, úloha č. 1). Žáci mohou vyjadřovat svoje pocity
nahlas (záleží na klimatu třídy) a diskutovat o nich.
C/ Uvědomění si významu, vlastní realizace hodiny (60 min)
Vznik zvuku: neposedná kulička
Pomůcky: ladička, kousek alobalu (přibližně 10 cm x 10 cm), nit
Postup: Učitel zmačká kousek alobalové fólie (do které předem položí konec nitě) do
tvrdé kuličky. Nyní přiloží kuličku k ladičce (nic se neděje). Poté ladičku rozezvučí a opět
k ní přiblíží kuličku na nit. Kulička od ladičky odskakuje.
Poznámka: Podobný pokus lze provést i s kytarou.
Obr. č. 26: Kmitání kuličky
Pravítko jako hudební nástroj
Otázka: Může pravítko vydávat zvuk?
Pomůcky: dlouhé 30 cm pravítko
Postup: Žáci nejprve odpovídají na otázku, tj. vytváří hypotézu, zda může pravítko
vydávat zvuk. Odpovědi zapíší do pracovního listu, úloha č. 2. Následně se pokusí
hypotézu ověřit. Na hranu stolu položí pravítko tak, aby přečnívalo o 15 centimetrů.
Pravítko na stole jednou rukou pevně přidržují a druhou rukou pravítko opatrně ohnou a
pustí. Deska stolu se rozezvučí nějakým tónem o určité výšce. Žáci přitom sledují rychlost
kmitání pravítka, jehož výchylka postupně slábne. Potom pokus opakují s tím, že přes stůl
přečnívá pouze o 10 cm, 8 cm, 6 cm. Porovnávají rychlost kmitání (frekvenci) a zvuk,
který je zesilován deskou stolu (rezonátorem). Žáci zjišťují, jak se mění rychlost kmitání
pravítka s měnící se délkou a jak se mění zvuk. Čím menší je délka přečnívajícího pravítka
přes hranu stolu, tím kmitá konec pravítka rychleji a zvuk je slyšet jako vyšší. Žáci vyplní
pracovní list, úlohu č. 3.
Obr. č. 27: Pravítko jako hudební nástroj
Lahev a výška tónu
Pomůcky: plastová lahev, voda
Postup: Učitel naplní lahev vodou a přes hranu foukne do lahve. Vytvoří tak zvuk. Poté
odlívá vodu a fouká do lahve. Žáci poslouchají a mají vysvětlit, jak vzniká zvuk a na čem
závisí výška tónu. Již by měli umět říci, že něco kmitá. Možná odvodí, že kmitá vzduch. A
podle toho, jak vysoký sloupec vzduchu je, taková je výška tónu.
Výroba hoboje
Hoboj je dechový hudební nástroj, má široké uplatnění v hudbě a používají ho hudebníci v
symfonických i komorních orchestrech. Podobný nástroj se používal již ve starém Egyptě,
postupně se dostal do starého Řecka a Říma.
Pomůcky: brčko, nůžky, pravítko, fix
Postup: Z celého brčka žáci ustřihnou rovnou část (bez kloubu) dlouhou 13 centimetrů.
Jeden konec brčka (asi 1 cm) zmáčknou a nehtem uhladí tak, aby bylo co nejvíce
zploštěné. Zploštěnou stranu brčka sestřihnou do špičky. Od rovné strany brčka naměří
vzdálenosti (3 cm, 4,5 cm, 6 cm, 7,5 cm) a udělají fixou značky. Nyní udělají nůžkami
malé dírky tak, že brčko v daném místě zploští a vystřihnou od okraje malý trojúhelníček.
Tento postup opakují na zbylých třech značkách. A hudební nástroj je hotov. Nyní strčí
brčko zastřiženou částí do úst. Prsty zakryjí všechny čtyři dírky a foukají (je potřeba najít
správnou sílu dechu, aby se nástroj rozezněl). Poté zvedají prsty (odkrývají dírky) a sledují,
jak se mění zvuk. Žáci vyplní úlohu č. 4. a č. 5.
Otázka pro žáky: Že zdrojem zvuku je kmitající se těleso, již víme, ale co kmitá u tohoto
hoboje? Proč se mění zvuk, když odkrýváme jednotlivé dírky nástroje?
Odpověď: Špičatá část hoboje, která je v ústech, po foukání vzduchu rozkmitá dvě špičaté
části, které dále rozkmitávají sloupec vzduchu uvnitř hoboje. Jak se mění délka
vzduchového sloupce hoboje, mění se množství kmitajícího vzduchu a tím dochází ke
změně výšky tónu.
Žáci mohou společně zanotovat písničku.
Poznámka: Většinou jsme nechali žáky vyrobit náustek a dírky, kde přesné vzdálenosti
neměřili. Zanotovat písničku tak bylo obtížné, ale přesto se nám povedlo písničku „Skákal
pes, přes oves“ zahrát rytmicky.
Obr. č. 28: Výroba hoboje
Vznik řeči
Otázka: Už víme, jak zvuk vzniká, ale kde vzniká zvuk (řeč) u člověka a jaký orgán ho
vytváří?
Postup: Učitel vyzve žáky, aby se jemně dotknuli svého hrtanu (hrtan je trubice v krku).
Poté ať vysloví písmeno A. Co se děje s hrtanem? Potom mohou zkusit zazpívat hluboký a
vysoký tón a najít na hrtanu místo, kde zvuk vznikal.
Odpověď: Zvuk, respektive hlas u člověka, vzniká v krku a způsobují ho kmitající
hlasivky, které se rozkmitávají vzduchem proudícím z plic.
Šíření zvuku
Otázka: Slyšeli bychom zvuk za dveřmi? Co by se změnilo a proč?
Odpověď: Zvuk bychom za dveřmi slyšet mohli, ovšem jeho hlasitost by byla menší,
protože v prostředí (vzduch s částicemi) mezi zdrojem zvuku (hlasivky, ústa) a přijímačem
(ucho) je překážka (dveře).
Otázka: Slyšeli bychom se i na Měsíci?
Odpověď: Na Měsíci bychom se neslyšeli, protože je tam vzduchoprázdno (nejsou tam
téměř žádné částice, které by zvuk přenášely).
Šíření zvuku pevnými látkami
Otázka: To, že se zvuk šíří vzduchem už víme. A co dřevem? Zkusíme to?
Pomůcky: hodinky
Postup: Učitel položí tikající hodinky na lavici. Žáci přiloží ucho na lavici a měli by slyšet
tikot hodinek. Ve třídě však musí být úplné ticho.
Mobilní kelímkový telefon
Kdo by neznal mobilní telefon. Ale málo kdo už ví, jaká historie předcházela dnešním
moderním dotykovým telefonům. Psal se rok 968, kdy čínský vynálezce Kung-Foo-Whing
využil roury k hovoru na dálku. Rourový telefon se dlouhá léta používal v zámcích a
hradech, i v dnešních pohádkách můžeme tento typ telefonů spatřit. Až v roce 1876, kdy
pan Alexander Graham Bell sestrojil první telefon, který se podobal klasickým drátovým
telefonům. V roce 1950 se začaly objevovat první mobilní telefony, které se přes svou
velikost do kapsy nevešly. Až 90. léta minulého století přinesla mobilní telefon v pravém
slova smyslu.
Pomůcky: dva kelímky od jogurtu, jehla, špejle, dlouhá nit
Postup: Do středu dna kelímku žáci vytvoří jehlou malou dírku. Dírkou protáhnou nit skrz
kelímek. Na konec nitě uvážou asi 1 cm dlouhou špejli. Zatáhnou za nit tak, aby se špejle
schovala uvnitř kelímku. Délku nitě zvolí dle podmínek chodby školy, třídy, učebny
(zpočátku delší). Totéž provedou s druhým kelímkem, uvážou ho na druhý konec nitě. Po
napnutí nitě může být navázáno spojení. Žáci zkoumají (podle otázek v pracovním listu,
úloha č. 6) vlastnosti přenosu zvuku.
Obr. č. 29: Výroba telefonu
Obr. č. 30: Experimentování s kelímkovým telefonem
Exotický dechový hudební nástroj, který používají indiáni: Panova flétna
Panova flétna je jeden z nejstarších dechových hudebních nástrojů, kořeny hudebního
nástroje sahají do samého počátku lidstva. Název „Panova“ pochází ze starověkého Řecka,
z řecké mytologie. Podle pověstí žil v Arkádii jistý bůh Pan, ochránce pastýřů a stád, který
se zamiloval do krásné nymfy Syrinx. Jelikož Pan vypadal napůl jako člověk a napůl jako
kozel, není divu, že sličná nymfa jeho lásku neopětovala. Když se Panův zájem stal pro
nymfu nesnesitelný, začala před ním prchat. Pan ji však stále pronásledoval, až se dostali k
řece. Syrinx už neměla kam uprchnout, a tak se na vlastní žádost nechala od vládce všech
bohů Dia proměnit v rákosí. Panova láska k Syrinx byla však natolik silná, že si z onoho
rákosí udělal píšťalu a po večerech na ni vyhrával smutné písně. V dnešní době se vyrábí
ze dřeva, bambusu, ale může být i ze skla nebo z plastu a kovu.
Pomůcky: 5 brček, nůžky, nit, pravítko, špejle, ostrý nůž
Postup: Z brček si žáci nastříhají 7 kousků o délce 82 mm, 62 mm, 50 mm, 41 mm, 36
mm, 32mm a 29 mm. Nyní je potřeba rozříznout špejli podélně na dvě půlky (stačí 6 cm
dlouhý kousek špejle – provede učitel). Podle obrázku se snaží nití křížem přichytit brčko
k rovné ploše špejle. Nit neutahují ani moc, aby se brčka nedeformovala, ani málo, aby
brčka nevypadla. Špejli mezi každým brčkem obtočí nití dvakrát. Na konci udělají na niti
uzlíky. Poté zkusí hudební nástroj rozezvučit.
Poznámka: Výroba tohoto nástroje je časově velmi náročná, necháváme ji žákům do
výtvarné výchovy.
Obr. č. 31: Výroba Pannovy flétny
D/ Reflexe (15 min)
Otázka: Co se stane, když zakřičíš v tunelu nebo ve velké místnosti či hale? Jak je to
možné? Co se zvukem stane? Jak se to jmenuje?
Odpověď: Zvuk se od překážky odrazí a vrací se zpět do ucha pozorovatele. Tento jev se
jmenuje ozvěna a nastává, když je překážka od pozorovatele v dostatečné vzdálenosti.
Otázka: Znáš nějaké přísloví, které se týká zvuku, křičení, volání, ozvěny?
Postup: Doplň do pracovního listu (úloha č. 7). Žáci diskutují o tom, co chce dané přísloví
lidem sdělit?
Např.: Jak se do lesa volá, tak se z lesa ozývá. Dutý sud nejvíc duní. Huláká jak na lesy.
Zvuky zvířat – hádání
Postup: Žáci si na stůl připraví papír a tužku, poté si zavřou oči. Učitel pustí žákům
ukázku se zvuky zvířat, asi 7-10 zvuků (na www.youtube.com je velké množství nahrávek,
vhodná je např.: http://www.youtube.com/watch?v=VE5R3k6Xl9Y). Je vhodné pustit
nahrávku dvakrát. Poté si žáci budou moci zapsat na papír, která zvířata a v jakém pořadí
slyšela. Učitel potom pustí ukázku žákům ještě jednou i s obrázky zvířat.
7 Fyzikální hrátky – Skupenství
Obr. č. 32: Motivační obrázek - Skupenství
Anotace




Lekce je motivační – přípravná pro následnou práci v hodinách fyziky.
Cílem lekce je seznámit žáky se základními třemi skupenstvími, jejich vlastnostmi
a přeměnami mezi nimi.
Žák zkoumá jednotlivá skupenství a jejich přeměny, hledá rozdíly mezi nimi,
ověřuje jejich vlastnosti, dokazuje dané zákonitosti pomocí konkrétních pokusů,
popisuje jevy spojené s jednotlivými skupenstvími a přeměnami, klade otázky a
zároveň na ně hledá odpovědi.
Je zde využita metoda brainstormingu, diskuse, metody aktivního učení a metoda
kooperace.
Metodický přehled





Vzdělávací oblast – Člověk a jeho svět
Očekávané výstupy – žák si sám vyzkouší přeměnu ledu na vodu a následně na
páru, naučí se dle pokynů učitele vytvořit a zkoumat přeměny mezi skupenstvími,
uvědomuje si, za jakých podmínek se vyskytují jednotlivá skupenství v případě
vody.
Učivo – Skupenství látek a jejich přeměna
Rozvíjené klíčové kompetence – komunikativní, pracovní, k řešení problému
Mezipředmětové vztahy – přírodověda, český jazyk, svět práce, zeměpis
Obsah:



Metodika (pro učitele)
Pracovní list (pro žáky)
Prezentace ve Smartnotebooku, zvukové nahrávky
7.1 Metodika – Skupenství
Pojmy: pevné, kapalné a plynné skupenství, tání, tuhnutí, var, vypařování, suchý led,
horký led, kapalný dusík
Učitel připraví: nahrávky se zvuky (ledu, vody a páry), čajové svíčky, staré lžíce, kostky
ledu, cukr, sůl, utěrka, napařovací žehličku, mikrovlnná troubu,
nafukovací gumový balónek, suchý led, líh, chladící sprej, ovocný sirup,
kovový kastrol, tekutý dusík, modelínu, hřebík, dřevěný špalík
(borovice), květinu, rajče, marshmallow, petržel, piškoty
Žák si přinese: čajová svíčka, stará lžíce
Ročník: 5. ročník (po menších úpravách lze použít i na druhém stupni)
Časová dotace: podle možností učitele, minimálně 2 vyučovací hodiny
A/ Úvod + Poučení o bezpečnosti práce (5 minut)
 Žáci budou pracovat dle pokynů učitele.
 Pokusy se suchým ledem a s tekutým dusíkem žáci nesmí provádět doma!
 S otevřeným ohněm mohou pracovat pouze pod dozorem dospělého.
Před začátkem hodiny učitel spustí na interaktivní tabuli obrázky:



vodopádu,
zmrzlé krajiny,
vulkánu s oblakem páry.
Na začátku hodiny se učitel zeptá, zda žáci tuší, co bude tématem dnešních hrátek.
B/ Motivační část (10 minut)
Postup: Učitel spustí zvukové nahrávky kostek ledu ve sklenici, tekoucí vody a páry. Žáci
mají za úkol napsat do pracovního listu (úloha č. 1), co je napadlo, když slyšeli jednotlivé
zvuky. Po zodpovězení může učitel zadat doplňující otázky: Kde jste se setkali s kapalnou,
pevnou a plynnou vodou?
C/ Uvědomění si významu, vlastní realizace hodiny (40 minut)
Hra se skupenstvími
Pomůcky: čajová svíčka, lžíce, kostka ledu
Postup: Učitel po předchozím proškolení o bezpečnosti, rozdá do každé skupiny kousky
ledu (pevné skupenství), žáci led dají na lžičku a nad plamenem čajové svíčky se snaží,
aby celý led roztál. Poté lžíci zahřívají dále, než se začnou tvořit malé bublinky a voda se
začne pomalu odpařovat. Žáci své poznatky zaznamenávají a kreslí do pracovního listu
(úloha č. 2), poté přiřazují čísla k jednotlivým větám o průběhu experimentu (úloha č. 3)
tak, jak šly jednotlivé děje po sobě.
Obr. č. 33: Skupenství vody
Ochlazovací sprej na rány
Otázka: Jak udělám z vody led?
Pomůcky: ochlazovací sprej, alobal, voda
Postup: Z alobalu učitel vyrobí malou mističku, do které nalije trochu vody. Když bude
vodu sprejovat ochlazovacím sprejem, voda zmrzne. Ukázat, že sprej chladí, může učitel i
dětem (zájemcům) nastříkáním na ruku (pozor na alergie, některé spreje mají v sobě
desinfekci).
Poznámka: Žáci budou možná sprej znát ze sportu (fotbalu).
Tání ledu
Otázka: Kdy roztaje led rychleji?
Pomůcky: kostky ledu, sůl, cukr, utěrka
Postup: Učitel připraví 4 mističky s kostkou ledu. V první misce bude kostka ledu bez
jakékoliv úpravy. V druhé misce nechá učitel kostku posolit, ve třetí pocukrovat a ve čtvrté
zabalit do utěrky. Pak už budou žáci čekat, která kostka roztaje nejdříve.
Poznámka: Můžete nechat žáky odpovědět, proč se tedy solí silnice?
Horký led (provádí učitel)
Pomůcky: kádinka se speciálním roztokem (výroba viz poznámka níže)
Postup: Učitel se dotkne roztoku v kádince. Roztok začne tuhnout. Místo chladu ale
vznikne teplo (žáci znají z ohřívacích polštářků). Také lze z kádinky roztok pomalu lít na
lavici, vznikne krápník.
Poznámka: Octan sodný nasypte do kádinky. Ve vodní lázni (ohřáté na 58 °C) octan
sodný rozpustíte. Kádinku nechte zchladnout na teplotu asi 15 °C, roztok poté zchladíte.
Napařovací žehlička
Otázka: Jak udělám z vody páru?
Pomůcky: napařovací žehlička
Postup: Jednoduchý pokus, který demonstruje využití plynného skupenství v zařízení
zvaném žehlička. Vyučující zahřeje napařovací žehličku a následně vyvolá napařovací
režim, případně napařovací rázy, pokud je daná žehlička podporuje.
Vysvětlení: Uvnitř žehličky se nachází topné těleso, které zahřívá žehlící povrch žehličky.
Voda v zásobníku v žehličce se pomalu dostává na topné těleso a přeměňuje se
z kapalného skupenství na plynné skupenství. Proto má pára vysokou teplotu.
Poznámka: Vodní pára je neviditelná. To, co žáci uvidí v podobě malých kapiček, je již
zkondenzovaná pára.
Balónek v mikrovlnné troubě
Pomůcky: mikrovlnná trouba, nafukovací gumový balónek, voda
Postup: Do nafukovacího gumového balónku učitel nalije trochu vody (cca. 10 ml).
Nafukovací balónek zaváže. Balónek naplněný vodou vloží do mikrovlnné trouby
nastavené na střední ohřev. Žáci sledují, co se s balónkem stane v průběhu ohřívání. Poté
učitel balónek vyjme z mikrovlnné trouby (pozor na opaření) a žáci sledují, co se stalo
s vodou, která byla uvnitř před ohříváním.
Obr. č. 34: Rozpínání vodní páry
Otázka pro žáky: Co se stane s balónkem, když ho začnu ochlazovat pod tekoucí vodou?
(Nebo ochladím ochlazovacím sprejem?)
Odpověď: Voda v balónku se začala ohřívat a pomalu se přeměňovala na páru, která se
v balónku rozpínala. Proto se balónek trochu nafouknul. Po následném ochlazení balónek
začne zmenšovat svůj objem, uvnitř se začne srážet (kondenzovat) pára, v balónku se opět
objeví voda.
Otázka: Kde všude se setkáš s párou? Víš, kde se pára používá?
Postup: Žáci se pokusí na otázku odpovědět do pracovního listu, úloha č. 4. Potom žáci do
skupiny dostanou v obálce skládačku a odpoví, jak souvisí obrázek s dnešním tématem.
(Parní lokomotiva)
Parní lokomotiva poprvé vyjela na trať v roce 1804, její konstruktér byl George
Stephenson. Poté se parní lokomotiva začala používat k osobní železniční dopravě až do
roku 1950, kdy ji postupně začaly nahrazovat dieslové (benzínové) či elektrické
lokomotivy. Dnes se můžeme parní lokomotivou svést při různých akcích u nás i ve světě.
Postup: Žáci se do pracovního listu (úloha č. 5) pokusí odpovědět na připravené otázky:
-
Jak je možné, že občas v létě padají kroupy (zmrzlá voda)?
o Tyto mraky se nacházejí ve výškách 5 - 10 km nad zemí, kde teploty
dosahují -20 °C až -60 °C, kdy se voda přeměňuje na led.
-
Co se stane s plastovou lahví naplněnou vodou, kterou zapomeneme v mrazáku?
o Voda se začne v láhvi měnit na led, tento děj je provázen zvětšováním
objemu a je tedy možné, že se láhev zdeformuje, případně praskne.
Hrátky se suchým ledem
Suchý led oxid uhličitý v pevném skupenství. Dříve se používal v přepravních autech,
která zásobovala tehdejší obchody zbožím, které bylo potřeba v průběhu přepravy
ochlazovat. V dnešní době chlazení probíhá na principu klasických domácích ledniček.
Suchý led se však stále vyrábí a je používán mimo jiné i k experimentálním a zábavným
účelům.
Pomůcky: peletky suchého ledu, voda.
Upozornění: Se suchým ledem zachází pouze učitel v ochranných rukavicích, teplota ledu
je kolem -80 °C a hrozí popálení.
Postup: Učitel vhodí pár peletek suchého ledu do sklenice s vodou. Žáci sledují páru, která
vychází ze sklenice. Led z pevného skupenství přechází rovnou do plynného skupenství,
tomuto jevu se říká sublimace.
Obr. č. 35: Peletky suchého ledu ve vodě
Zmrzlina
Pomůcky: peletky suchého ledu, voda, ovocný sirup.
Postup: Učitel smíchá vodu a ovocný sirup. Poté učitel přihazuje peletky suchého ledu a
roztok míchá do té doby, dokud nezačne směs postupně houstnout a mrznout. Lze tak
vyrobit pouze malé množství zmrzliny!
D/ Reflexe ( 40 min)
Kapalný dusík
Některé kapaliny přicházejí do varu i za nižších teplo,t než jsme zvyklí u vody. Někdy
dokonce stačí i pokojová teplota, aby se kapalina uvedla do varu. Jednou z těchto kapalin
kapalný dusík.
Upozornění: S kapalným dusíkem zachází pouze učitel v ochranných rukavicích, teplota
ledu je kolem -196 °C. Před experimenty s kapalným dusíkem je nutné se seznámit
s bezpečností práce (např. opatrnosti při uchovávání a při manipulaci s kapalným dusíkem,
ve třídě je dobré po experimentech vyvětrat, pozor, aby se dusík nedostal do vlasů,
nezatekl do bot,…). Kapalný dusík je možné sehnat u lékařů nebo u veterinářů
(inseminátorů). Velmi jsou populární malé výbuchy. Vzhledem k bezpečnosti žáků tyto
pokusy nedoporučujeme.
Pomůcky: starý kovový kastrol, hrnek vody, tekutý dusík.
Postup: Do starého kastrolu nalijeme cca litr tekuté dusíku, poté z dostatečné výšky do
kastrolku s tekutým dusíkem vlijeme hrnek vody. Průběh doprovází velké množství mlhy
(páry), při vlévání pozor na přihlížející, aby nedošlo k zásahu tekutým dusíkem.
Poznámka: Druhá varianta pokusu, který není tak nebezpečný. Do 2-3 litrů vody vlijeme
kapalný dusík. Opět vznikne mlha.
Zmrzlá modelína
Pomůcky: modelína, dřevěná tyčka, hřebík, dřevěný špalík (borovice), kapalný dusík
Postup: Z modelíny a tyčky vyrobí vybraný žák kladivo. Zkusí tímto kladivem zatlouct
hřebík do špalíku. Potom učitel ponoří kladivo (část s modelínou) do kapalného dusíku.
Vybraný žák zatluče tímto kladivem hřebíček do špalíku.
Obr. č. 36: Pomůcky na pokusy s kapalným dusíkem
Zmrzlá květina
Pomůcky: květina, rajče, petržel, marshmallow, piškoty
Postup: Čerstvou květinu ponoříme na chvilku do nádoby s tekutým dusíkem, poté ji
rukou zmáčkneme (popř. roztlučeme kladivem). Květina se rozpadne na mnoho malých
kousků. Totéž ukážeme s ostatními ingrediencemi. Malý kousek piškotu může učitel před
žáky opatrně ochutnat. Bude se mu kouřit z pusy.
Odpověď: Květina složená z velkého množství vody v tekutém dusíku zmrzne na teplotu
přibližně -200 0C. Led je křehký, a proto se kytka v případě nárazu roztříští na malé
kousky.
Zmrzlina
Pomůcky: kapalný dusík, smetana ke šlehání, granko, plastová miska, vařečka.
Postup: V plastové misce učitel rozmíchá smetanu a granko. Poté za stálého míchání
směsi přilévá přímo do misky kapalný dusík. Smetana se ochlazuje a vzniká zmrzlina.
Závěrečné přísloví
Postup: Žáci na závěr vymýšlí nějaké přísloví, které se týká ledu, vody, nebo páry a
zapisují ho do pracovního listu (úloha č. 6).



Tichá voda břehy mele,
Nechoď sedláku s pány na led. Pán upadne a ty si nohu zlámeš.
Zmizel jako pára nad hrncem.
8
Reflexe
Postupně ve dvou letech se Fyzikálních hrátek zúčastnilo 108 žáků (ze šesti
různých tříd). Až na výjimky žáci hodnotili lekce kladně. Překvapení střídalo zaujetí, žáci
pracovali aktivně. Zde jsou některá hodnocení zaznamenaná bezprostředně po výuce:

Nemělo to chybu.

Škoda, že už to končí.

Spoustu věcí jsem se dozvěděl.

Když nám paní učitelka řekla, že se budeme učit o plamenu a svíčce, tak jsem nad
tím přemýšlel, co bychom tu tak mohli dělat. Myslel jsem si, že to bude hrozná
nuda. Vůbec mě nenapadlo, že to může být takto zábavný a poučný. Už se nemůžu
dočkat na další hodinu.

Těším se, jak doma povím, jak funguje svíčka.

Mně se to líbilo celý.

Za mě super.

Jestli takto bude vypadat fyzika, tak už se na ni moc těším.

Mamka mi říkala, že fyzika je hrozně nudná, a že není pro holky. Strašně jsem se
toho dneska bála, že to nebudu umět a že mě to nebude bavit. Nakonec to těžké
nebylo, bylo to poučné a dozvěděla jsem se spoustu věcí.

Líbilo se mi, že jsme na skoro všechno přišli sami.
Nejenom žáci, ale i učitelé hodnotili výuku velmi pozitivně. Učitelé především
oceňovali, že žáci byli plně soustředěni a pracovali s velkým nasazením. Častokrát byli
překvapeni, co všechno žáci vědí. I pro ně byly Fyzikální hrátky zpestřením, poučením a
zábavou. Velmi si vážili navázané spolupráce mezi 1. a 2. stupněm základní školy.
Po překonání počátečního ostychu, začali žáci formulovat myšlenky, předpovídali,
co se stane, a hledali odpovědi na své otázky. Začali se tímto způsobem učit pracovat
vědecky.
Zaznamenali jsme výrazný posun v pozorování a popisování průběhu experimentu.
Postupně jsme i zaregistrovali změnu ve formulacích (žáci se snažili hovořit odborně,
používali názvy, které jsme jim sdělili, ač jsme je po nich nevyžadovali). Nastal i posun
v hodnocení, žáci dokázali reálně ohodnotit svoji práci, práci své skupiny i práci
spolužáků. Pro nás velkým oceněním bylo i to, že se nám žáci „otevřeli“ a byli ochotni
sdílet pocity.
Obr. č. 37: Vzkaz pro paní učitelku
9 Příloha
9.1
Pracovní list – Magnety
1.
Máš magnet a spoustu dalších předmětů,
např. z penálu. Zamysli se, co se stane, když
k nim přiblížíš magnet? Zapiš svoji úvahu.
____________________________________
______________________________________
2.
Proveď pokus (Pozor, nepřibližuj
magnet k mobilu!) a následně zapiš, co jsi
pozoroval.
_________________________________________________________________
_________________________________________________________________
3. Co myslíš, může magnet působit i bez dotyku? ANO
NE
4. Máš magnet a kancelářskou sponku na niti. Pokus se bez dotyku přesunout
kancelářskou sponku do vodorovné a pak do svislé polohy. Na čem závisí přitahování
sponky a magnetu?
_____________________________________________________________________
5. Zkus odhadnout, jak se na sebe budou magnety působit. Svůj odhad zapiš.
_____________________________________________________________________
6. Pracujte ve dvojici. Nyní zkuste vyzkoumat, jak na sebe magnety vzájemně reagují.
_____________________________________________________________________
_____________________________________________________________________
7. Magnet upevněte do modelíny (pracujte ve skupině). Nad magnet umístěte papírovou
čtvrtku a „pocukrujte“ ji pilinami. Nakreslete, co ukázaly železné piliny.
8. Dva magnety upevněte do modelíny (nejprve souhlasnými póly, poté nesouhlasnými).
Nad magnet umístěte papírovou čtvrtku a „pocukrujte“ ji pilinami. Nakreslete, co
ukázaly železné piliny.
9.2
Pracovní list – Plamen a svíčka
1.
Co tě napadá, když vidíš plamen ohně? Napiš
několik slov.
2.
Je oheň vidět nebo slyšet? Jakými smysly jej
vnímáš? Co oheň dovede?
3.
Z čeho se skládá svíčka? Co vlastně hoří? Jakou funkci má potom knot?
4.
Nakresli plamen. Kde je teplota plamene největší?
5.
Podle šablony slož papírovou pánvičku. Napiš, co si myslíš, že se stane, když do ní
naleješ vodu a dáš pánvičku nad plamen?
Papírová pánvička
Pomůcky:
Postup:
1.
2.
3.
4.
Obrázek:
Co se dělo:
9.3 Pracovní list – Vodiče a nevodiče
1. Nakresli baterii a žárovku.
2. Nakresli, jak zapojíš baterii se žárovkou tak, aby
žárovka svítila.
3. Zapoj tak, jak jsi nakreslil. Svítí žárovka? (ano-ne).
Pokud ne, zkus zapojit tak, aby žárovka svítila. Nakresli nový obrázek, kdy bude
žárovka svítit.
4. Zapoj mezi žárovku a baterii drátek tak, aby žárovka svítila. Potom zkus zapojit
provázek, kružítko, gumu, tuhu, nůžky, kancelářskou sponku,…atd.
Žárovka svítila, když jsem zapojil/a_________________________________________
______________________________________________________________________
Žárovka nesvítila, když jsem zapojil/a_______________________________________
______________________________________________________________________
5. Zapojte mezi žárovku a baterii co nejvíce vodičů (z penálu, z aktovky) tak, aby žárovka
svítila. Kolik se vám povedlo zapojit různých věcí? __________
6. Co musí být splněno, aby žárovka svítila?
_______________________________________________
_______________________________________________
_______________________________________________
7. Nakresli, jak to vypadalo, když se obvod zapojoval. Pomocí učitele tento obvod
překresli schematicky.
9.4 Pracovní list – Vejce
Nová informace:
Oceňuji:
Změnil/a bych:
9.5 Pracovní list – Akustika
1. Popiš své pocity.
zvuk flétny
hlas divočiny
2.
Co myslíš, může pravítko vydávat zvuk?
3.
Vyzkoušej, co a jak se mění při změně délky pravítka. Pak v tabulce škrtni, co není
pravda:
4.
ANO
NE
délka pravítka přesahující stůl
jak rychle kmitá pravítko
jaký je zvuk
větší (asi 25 cm)
rychleji / pomaleji
vysoký / hluboký
menší (asi 10 cm)
rychleji / pomaleji
vysoký / hluboký
Budeš vyrábět hoboj. Sepiš všechny pomůcky, které budeš potřebovat:
___________________________________________________________________
5.
Očísluj (1,2,3,4,5,6) věty podle toho, jak jsi při výrobě hoboje postupoval.
_____Rukou jsme trochu zploštili tělo hoboje a vystřihli tam malý trojúhelníček.
_____Nyní jsme zkoušeli různě foukat, až se nástroj rozezněl.
_____Jeden konec brčka jsme zmáčkli a uhladili nehtem.
_____Podobně jsme nad sebou vystřihli další trojúhelníčky.
_____Zastřiženou částí jsme vložili nástroj do úst a prsty přikryli vzniklé dírky.
_____Zmáčknutou (zploštělou) stranu brčka jsme sestřihli do špičky.
6.
Vyrob a prozkoumej mobilní nitkový telefon
a) Co se děje, když není nit napnutá?
b) Poproste paní učitelku, aby uchopila prsty nit mezi telefony. Co se stalo?
c) Zkrať nit mezi telefony. Jak se změnil hlas?
d) Slyšel jsi hlasy v telefonu, i když se k vám napojili spolužáci?
7. Znáš nějaké přísloví, které se týká zvuku, křičení, volání, ozvěny? Napiš ho.
9.6 Pracovní list – Skupenství
1. Popiš, co tě napadá, když si slyšel jednotlivé zvuky. Napiš několik slov.
první zvuk
2.
druhý zvuk
třetí zvuk
Hra se skupenstvími
Zakresli všechny tři situace, které během zahřívání ledu nastaly.
3. K jednotlivým tvrzením přiřaď čísla 1 – 6 podle pořadí, v jakém následovala v tvém
pokusu.
_____ Voda se zcela vypařila.
_____ Led zcela roztál.
_____ Voda se začala vařit a vznikala pára.
_____ Led začal tát.
_____ Na lžičce byla voda a led.
_____ Ve vodě se začaly dělat bublinky.
4.
Kde se pára používá?
5. Odpověz sám na tyto otázky
Jak je možné, že občas v létě padají kroupy (zmrzlá voda)?
Co se stane s lahví naplněnou vodou, kterou zapomeneme v mrazáku?
6. Znáš nějaké přísloví, které se týká ledu, vody, nebo páry?
-
Co chce dané přísloví lidem sdělit?
10 Použité zdroje
Drozd Z., Brockmeyerová J.: Pokusy z volné ruky. 2003. 1. vyd., Praha: Prometheus. ISBN
80-7196-268-6. 148 s.
Dvořáková I.: Metodické materiály. [online]. [cit. 20. 12. 2012]. Dostupné na interních
stránkách: < http://kdf.mff.cuni.cz/wiki/heureka/doku.php?id=metodika:rozcestnik>
Dvořáková I.: Přelévání plynu – 2. část. [online]. [cit. 15. 9. 2012]. Dostupné z:
http://clanky.rvp.cz/clanek/o/z/1874/PRELEVANI-PLYNU---2-CAST.html/
Hammond R.: To je ale síla! Vyd. 1. Praha: Nakladatelství Slovart, 2007, 96 s. ISBN 97880-7209-904-7.
Hejnová E., Kolářová R.: Rozvoj přírodovědné gramotnosti žáků pomocí interaktivní
tabule. In Moderní trendy v přípravě učitelů 5. Sborník. Plzeň, Západočeská univerzita
v Plzni, 2011, s. 73-77. CD bez ISBN, 2011.
Holý I., Rychtera J.: Hry se svíčkou. 1992. 1. vyd., Hradec Králové: Gaudeamus. ISBN 807041-636-X. 26 s.
Chajda R: Fyzika na dvoře. 2008. 1. Vyd. Brno: Computer Press. ISBN 978-80-251-20217
Macháček M.: Fyzika 6 pro základní školy a víceletá gymnázia. Prometheus, 2010, 160 s.
ISBN 80-7196-186-8.
Rauner K. a kol.: Fyzika 6 pro ZŠ a VG. Fraus, ISBN 80-7238-210-1. 120 s.
Svoboda E.: Pokusy s jednoduchými pomůckami. Vyd. 1. Prometheus,2001, 56 s. ISBN 807196-226-0.
Wikipedie.
[online].
[cit.
2.
2.
2013].
<http://cs.wikipedia.org/wiki/Maglev;
http://cs.wikipedia.org/wiki/Maglev_v_%C5%A0anghaji;
http://cs.wikipedia.org/wiki/Panova_fl%C3%A9tna;
http://cs.wikipedia.org/wiki/Mobiln%C3%AD_telefon;
http://cs.wikipedia.org/wiki/Telefon;
http://cs.wikipedia.org/wiki/Parn%C3%AD_lokomotiva>
Dostupné
na
stránkách: